(57)【要約】  方法は、イットリウム系酸化物を含む物品を、水と１〜１０モル％のＨＦ酸とを含む酸性クリーニング溶液中に浸漬することを含む。イットリウム系酸化物の一部はＨＦ酸により溶解される。イットリウム系オキシフッ化物が、ＨＦ酸とイットリウム系の溶解部分の間の反応に基づいて形成される。イットリウム系オキシフッ化物は、イットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する。酸性クリーニング溶液は、イットリウム系塩を含むことができ、これはＨＦ酸と更に反応して、より多くのイットリウム系オキシフッ化物を形成することができる。
2019519091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イットリウム系酸化物を含む物品を、水と、１〜１０モル％のＨＦ酸と、イットリウム系塩を含む酸性クリーニング溶液に浸漬する工程と、
イットリウム系酸化物の一部をＨＦ酸で溶解する工程と、
１）ＨＦ酸とイットリウム系酸化物の溶解部分の間の反応、及び、２）ＨＦ酸とイットリウム系塩の間の反応に基づいて、イットリウム系オキシフッ化物を形成する工程と、
イットリウム系酸化物上で、物品上にイットリウム系オキシフッ化物を沈殿させて、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する工程を含む方法。
【請求項２】
イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、約１０ナノメートル〜約１ミクロンの厚さを有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
イットリウム系酸化物は、Ｙ２Ｏ３、又は、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体を含むセラミック化合物を含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
イットリウム系オキシフッ化物は、Ｙ（ＯＨ）３とＹＦ３の複合混合物を含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
複合混合物がＨ２Ｏを更に含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
酸性クリーニング溶液が、１〜２０モル％の追加の酸を更に含み、追加の酸は、ＨＮＯ３、ＨＣｌ及びＨ２ＳＯ４からなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項７】
酸性クリーニング溶液が０．１〜１０モル％のイットリウム系塩を含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
物品を酸性クリーニング溶液に浸漬した後、物品を脱イオン水に浸漬する工程と、
物品を、第１の時間、１００ｋＨｚ未満の第１の周波数で超音波処理することと、物品を、第２の時間、１００ｋＨｚ以上の第２の周波数で超音波処理することを、所定のサイクル数で、交互に行う請求項１記載の方法。
【請求項９】
所定のサイクル数が１〜３サイクルである請求項８記載の方法。
【請求項１０】
第１の周波数は４０ｋＨｚであり、第２の周波数は１１０〜２００ｋＨｚであり、物品を超音波処理するために１０〜５０ワット／インチ２の超音波電力が用いられる請求項８記載の方法。
【請求項１１】
酸性クリーニング溶液に物品を浸漬する前又は後に、塩基性クリーニング溶液に物品を浸漬する工程であって、塩基性クリーニング溶液は、水、及び、５〜１０モル％ＮＨ４ＯＨ又は５〜１０モル％のＮ（ＣＨ３）４＋ＯＨ−の少なくとも１つを含む工程と、
物品を酸性クリーニング溶液に浸漬することと、物品を塩基性クリーニング溶液に浸すこととの間を、所定のサイクル数で、交互に行う工程を含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
物品を各サイクル毎に６０秒〜３分間酸性クリーニング溶液に浸漬し、物品を各サイクル毎に３０〜６０分間塩基性クリーニング溶液に浸漬する請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
イットリウム系フッ化物はＹ２Ｏ３であり、イットリウム系オキシフッ化物はＹＯｘＦｙであり、ｘが０．７〜１．４であり、ｙが０．１〜０．８である請求項１記載の方法。
【請求項１４】
酸性クリーニング溶液は５〜１０モル％の塩素を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１５】
イットリウム系塩は、Ｙ（ＮＯ３）３、ＹＣｌ３又はＮＨ４Ｆの少なくとも１つを含み、酸性溶液は０．５〜５モル％のイットリウム系塩を含む請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、セラミック物品及びセラミックコーティング物品のクリーニングに用いることができるクリーニングプロセスに関し、特に、クリーニングされた物品にオキシフッ化物コーティングを形成するクリーニングプロセスに関する。
【背景】
【０００２】
酸化イットリウム系の物品及び酸化イットリウム系のコーティングを有する物品は、半導体処理において頻繁に用いられる。酸化イットリウム系の物品及び酸化イットリウム系のコーティングを有する物品がプラズマエッチング処理中にフッ素プラズマケミストリに暴露されると、酸化イットリウムはフッ素と反応してフッ化イットリウムを形成する。プラズマエッチング処理中の酸化イットリウムのフッ化イットリウムへの変換は６０％までの体積膨張を伴い、物品の表面に応力及び／又はブリスタを生じさせる。応力及び／又はブリスタは、処理された基板上の粒子欠陥の原因である。
【０００３】
更に、新しい物品又は直近でクリーニングされた物品は、一般に、直近でクリーニングされていない使用済み物品とは異なる表面組成を有する。これらの物品の異なる表面組成は、物品の状態に応じてエッチング速度が変化する等の処理結果を生じさせる可能性がある。従って、新しい物品が生成されてチャンバに入れられた後、及び、使用済み物品がクリーニングされてチャンバ内に置かれた後、チャンバは、表面の材料組成が物品の使用後に生じる表面組成物に類似するようにシーズニングされる。チャンバをシーズニングするため、１以上のプロセスが、所定の時間、チャンバ内で製品なしでチャンバ内で実行される。シーズニングプロセス（回復プロセスとも呼ばれる）の間、チャンバは製品を処理することができない。
【概要】
【０００４】
一実施例において、方法は、イットリウム系酸化物を含む物品を、水と１〜１０モル％のＨＦ酸とを含む酸性クリーニング溶液中に浸漬することを含む。イットリウム系酸化物の一部がＨＦ酸により溶解される。イットリウム系オキシフッ化物が、ＨＦ酸とイットリウム系の溶解部分との間の反応に基づいて形成される。イットリウム系オキシフッ化物は、イットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する。
【０００５】
更なる実施例において、方法は、イットリウム系酸化物を含む物品を、水と、１〜１０モル％のＨＦ酸と、イットリウム系塩を含む酸性クリーニング溶液中に浸漬することを含む。イットリウム系酸化物の一部はＨＦ酸により溶解される。イットリウム系オキシフッ化物が、１）ＨＦ酸とイットリウム系酸化物の溶解した部分の間の反応、及び、２）ＨＦ酸とイットリウム系塩の間の反応に基づいて形成される。イットリウム系オキシフッ化物は、イットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する。
【０００６】
更なる実施例において、方法は、イットリウム系酸化物を含む物品を、水と、１〜１０モル％のＨＦ酸と、０．５〜５モル％のイットリウム系塩を含む酸性クリーニング溶液中に浸漬することを含む。イットリウム系酸化物の一部はＨＦ酸により溶解される。イットリウム系オキシフッ化物が、１）ＨＦ酸とイットリウム系酸化物の溶解した部分の間の反応、及び、２）ＨＦ酸とイットリウム系塩の間の反応に基づいて形成される。イットリウムに基づくオキシフッ化物が、イットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する。イットリウム系オキシフッ化物は、Ｙ（ＯＨ）３とＹＦ３との複合混合物を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の実施形態は、添付図面において限定ではなく例として示される。本開示における「１つ」又は「一」実施形態への異なる参照は必ずしも同じ実施形態に限定されず、そのような参照は少なくとも１つを意味することに留意すべきである。
【図１】本明細書で説明される実施形態による製造システムの例示的なアーキテクチャを示す。
【図２】一実施形態による物品のクリーニング方法を示す。
【図３】一実施形態による物品のクリーニング方法を示す。
【図４】一実施形態による物品のクリーニング方法を示す。
【図５】一実施形態による物品のクリーニング方法を示す。
【図６】様々な濃度のフッ化水素酸に対するイットリア及び二酸化ケイ素のエッチング速度を示すチャートである。
【詳細な説明】
【０００８】
実施形態は、セラミック物品又はセラミックコーティングを有する物品をクリーニングする方法に関する。具体的には、実施形態は、イットリウム系酸化物を含むセラミック物品、又は、イットリウム系酸化物を含むセラミックコーティングを有する物品をクリーニングするためのプロセスを対象とする。本明細書で説明されるクリーニングプロセスは、イットリウム系酸化物を含むセラミック物品、及び、イットリウム系酸化物を含むセラミックコーティングを有する物品の両方のクリーニングに用いられる。クリーニングプロセスは、イットリウム系酸化物と反応して物品の表面にイットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成するのに十分高い濃度のＨＦ酸（例えば、０．１Ｍ以上）を含む酸性クリーニング溶液を用いる。幾つかの実施形態において、酸性クリーニング溶液はイットリウム系塩を更に含み、イットリウム系オキシフッ化物コーティングの形成を促進する。好都合なことに、イットリウム系オキシフッ化物コーティングはパッシベーション層として作用し、物品のエッチングを抑制する。その結果、表面にイットリウム系酸化物を有する物品をクリーニングするために酸性クリーニング溶液を用いると、ＨＦ酸を含む酸性クリーニング溶液のエッチング速度は、驚くべきことに、ＨＦの濃度が高くなると低下する。実施形態において、少なくとも０．１モル濃度（Ｍ）のモル濃度を有する酸性クリーニング溶液が用いられる。
【０００９】
実施形態において、物品の表面上に形成されるイットリウム系オキシフッ化物コーティングは、フッ素プラズマ中での処理（例えば、フッ素プラズマを用いたプラズマエッチングプロセスの間）後にイットリウム系酸化物物品の表面上に形成されるイットリウムオキシフッ化物コーティングと同様の組成を有する。通常、物品はクリーニング後に長時間のシーズニングを受け、これにより、物品はその表面にオキシフッ化イットリウム膜を有する。本明細書に記載される酸性クリーニング溶液を使用して物品をクリーニングすることにより、シーズニングプロセスを著しく減少させるか、又は、完全に除去することが可能になる。例えば、シーズニング又は回復時間を、５０〜１００％の間で減少することができる。
【００１０】
実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物の形成はクリーニングプロセス中に行われるので、（例えば、イットリウム系オキシフッ化物の形成により生じるブリスタ又は応力により）形成により生成される可能性がある遊離した粒子は、クリーニングプロセスの結果として物品から有益に除去される。従って、本明細書で説明されるクリーニングプロセスは、ツールのダウンタイムを短縮し、物品により引き起こされる基板上の粒子欠陥を低減する。
【００１１】
本明細書において「約」及び「およそ」という用語が用いられる場合、これらは提示された公称値が±１０％以内で正確であることを意味する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態による、製造システム１００の例示的なアーキテクチャを示す。製造システム１００は、新しい物品及び／又は使用済み物品をクリーニングするためのシステムであってもよい。クリーニングされた新しい及び／又は使用済み物品は半導体製造装置用のチャンバコンポーネントであってもよい。一実施形態において、新しい及び／又は使用済み物品は、プラズマエッチャ又はプラズマクリーナで用いられるチャンバコンポーネントである。プラズマエッチャ又はプラズマクリーナは、半導体の製造に使用されても、使用されなくてもよい。物品の例は、基板支持アセンブリ、静電チャック（ＥＳＣ）、リング（例えば、プロセスキットリング又はシングルリング）、チャンバ壁、ベース、ガス分配プレート、シャワーヘッド、ノズル、蓋、チャンバライナ、ライナキット、シールド、プラズマスクリーン、フローイコライザー、冷却ベース、チャンバビューポート、チャンバ蓋等を含む。
【００１３】
製造システム１００は、機器自動化層１１５に接続された処理装置１０１を含む。処理装置１０１は、第１の湿式クリーナ１０２、第２の湿式クリーナ１０３、第３の湿式クリーナ１０４、及び／又は、１つ以上の追加の湿式クリーナ（図示せず）を含むことができる。製造システム１００は、機器自動化層１１５に接続された１以上のコンピューティング装置１２０を更に含むことができる。代替的な実施形態において、製造システム１００は、より多く又はより少ないコンポーネントを含むことができる。例えば、製造システム１００は、機器自動化層１１５又はコンピューティングデバイス１２０なしで、手動で操作される（例えば、オフラインの）処理装置１０１を含むことができる。
【００１４】
湿式クリーナ１０２〜１０４は、湿式クリーンプロセスを使用して新しい及び／又は使用済み物品をクリーニングするクリーニング装置である。湿式クリーナ１０２〜１０４は、液体で満たされたウェットバスを含み、その中に物品を浸漬して物品をクリーニングする。湿式クリーナ１０２〜１０４は、クリーニング中に超音波を用いてウェットバスを攪拌し、クリーニング効果を改善することができる。これは、本明細書では、ウェットバスを音波処理又は超音波処理すると呼ぶ。
【００１５】
一実施形態において、第１の湿式クリーナ１０２は、クリーニングプロセス中に物品をクリーニングすることと、物品にオキシフッ化イットリウムコーティングを堆積させることの両方を行う酸性クリーニング溶液を含む。一実施形態において、第２の湿式クリーナ１０３は、物品を更にクリーニングする塩基性溶液（アルカリ性溶液とも呼ばれる）を含む。物品を、第１の湿式クリーナ１０２の酸性クリーニング溶液と第２の湿式クリーナ１０３の塩基性クリーニング溶液に交互に浸漬し、物品から粒子をより良好に除去することができる。一実施形態において、第３の湿式クリーナ１０４は、脱イオン（ＤＩ）水のバスを含む。第１の湿式クリーナ１０２、第２の湿式クリーナ１０３及び第３の湿式クリーナ１０４の幾つか又は全ては、クリーニングプロセス中に、バス及び／又はクリーニング溶液を超音波処理することができる。
【００１６】
機器自動化層１１５は、処理装置１０１（製造機械とも呼ばれる）の一部又は全部を、コンピューティング装置１２０、他の製造機械、計測ツール及び／又は他の装置と相互接続することができる。機器自動化層１１５は、ネットワーク（例えば、ロケーションエリアネットワーク（ＬＡＮ））、ルータ、ゲートウェイ、サーバ、データストア等を含むことができる。処理装置１０１は、ＳＥＭＩ機器通信規格／汎用機器モデル（ＳＥＣＳ／ＧＥＭ）インターフェース、イーサネット（登録商標）インターフェース、及び／又は、他のインターフェースを介して機器自動化層１１５に接続することができる。一実施形態において、機器自動化層１１５は、プロセスデータ（例えば、プロセス実行中に処理機器１０１により収集されたデータ）をデータストア（図示せず）に格納することができる。代替的な実施形態において、コンピューティング装置１２０は、処理装置１０１の１つ以上に直接接続する。
【００１７】
一実施形態において、処理装置１０１の幾つか又は全ては、プロセスレシピをロードし、格納し、実行することができるプログラマブルコントローラを含む。プログラマブルコントローラは、処理装置１０１の温度設定、ガス及び／又は真空設定、時間設定等を制御することができる。プログラマブルコントローラは、メインメモリ（例えば、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）等）、及び／又は、二次メモリ（例えば、ディスクドライブ等のデータ記憶装置）を含むことができる。メインメモリ及び／又は二次メモリは、本明細書に記載の熱処理プロセスを実施するためのインストラクションを格納することができる。
【００１８】
また、プログラマブルコントローラは、インストラクション令を実行するため、（例えば、バスを介して）メインメモリ及び／又は二次メモリに結合された処理装置を含むことができる。処理装置は汎用処理装置（例えば、マイクロプロセッサ、中央処理装置等）であってもよい。また、処理装置は、専用処理装置（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ等）であってもよい。一実施形態において、プログラマブルコントローラはプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）である。
【００１９】
一実施形態において、処理装置１０１は、製造機械に物品をクリーニングさせるレシピを実行するようにプログラムされる。異なるレシピを使用して、異なるタイプの物品をクリーニングすることができる。例えば、第１のレシピは蓋をクリーニングするために用いることができ、第２のレシピはシャワーヘッドをクリーニングするために用いることができ、第３のレシピは静電チャックをクリーニングするために用いることができる。コンピューティングデバイス１２０は、処理装置１０１にダウンロード可能な物品をクリーニングするための１つ以上の処理レシピ１２５を格納して、処理装置１０１に本発明の実施形態に従って物品をクリーニングさせることができる。
【００２０】
様々なクリーニングプロセスが、図２〜５を参照して説明される。図２〜５を参照して説明されるクリーニングプロセスは、物品をクリーニングするためのスタンドアロンのレシピとして用いることができる。代替的に、図２〜５のクリーニングプロセスは、追加のクリーニング段階を含む可能性のあるクリーニングレシピのステップとして用いることができる。幾つかのクリーニングレシピにおける追加のクリーニング段階は、図２〜５の１つ以上を参照して説明されるオペレーションの前に、図２〜５の１つ以上を参照して説明されるオペレーションの間に、及び／又は、図２〜５の１つ以上を参照して説明されるオペレーションの後に実行することができる。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態による、物品をクリーニングするためのプロセス２００のフローチャートである。プロセス２００のオペレーションは、図１に示されるような様々な製造機械により実行することができる。
【００２２】
プロセス２００のブロック２１０では、イットリウム系酸化物を含む物品は、酸性クリーニング溶液に浸漬される。物品は、約１分〜約２時間、酸性クリーニング溶液中に浸漬されることができる。一実施形態において、物品は１回以上酸性クリーニング溶液に浸漬され、各浸漬で、物品は、約１〜１０分間、酸性クリーニング溶液中にある。一実施形態において、酸性クリーニング溶液中の各々の浸漬は約３分間である。
【００２３】
一実施形態において、物品は、イットリウム系酸化物からなるバルク焼結セラミックであるか、又は、これを含む。例えば、物品はイットリウム系酸化物から形成される蓋であってもよい。他の実施形態において、物品は、金属物品、イットリウム系酸化物を含まないセラミック物品（例えば、ＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３物品）、又は、これらの組み合わせである。前述の物品のいずれも、イットリウム系酸化物からなるセラミックコーティングを有していても、有していなくてもよい。セラミックコーティングは、任意の堆積技術（例えば、溶射、プラズマ溶射、スパッタリング、蒸発、イオンアシスト堆積（ＩＡＤ）、物理蒸着堆積（ＰＶＤ）、浸漬コーティング等）により堆積することができる。
【００２４】
物品及び／又はコーティングに用いることができるイットリウム系酸化物の幾つかの例は、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、イットリウムアルミニウムガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＹＡＧとして知られている）、イットリウムアルミニウム単斜晶系（Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、ＹＡＭとして知られている）、又は、他のセラミックスを含む。また、イットリウム系酸化物は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、Ｓｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、又は、他の酸化物の１以上を含む。
【００２５】
一実施形態において、イットリウム系酸化物は、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミック化合物である。一実施形態において、セラミック化合物は、６２．９３モル比（モル％）のＹ２Ｏ３と、２３．２３モル％のＺｒＯ２と、１３．９４モル％のＡｌ２Ｏ３を含む。他の実施形態において、セラミック化合物は、５０〜７５モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、１０〜３０モル％の範囲のＺｒＯ２と、１０〜３０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。他の実施形態において、セラミック化合物は、４０〜１００モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０〜６０モル％の範囲のＺｒＯ２と、０〜１０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。他の実施形態において、セラミック化合物は、４０〜６０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、３０〜５０モル％の範囲のＺｒＯ２と、１０〜２０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。他の実施形態において、セラミック化合物は、４０〜５０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、２０〜４０モル％の範囲のＺｒＯ２と、２０〜４０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。他の実施形態において、セラミック化合物は、７０〜９０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０〜２０モル％の範囲のＺｒＯ２と、１０〜２０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。他の実施形態において、セラミック化合物は、６０〜８０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０〜１０モル％の範囲のＺｒＯ２と、２０〜４０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。他の実施形態において、セラミック化合物は、４０〜６０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０〜２０モル％の範囲のＺｒＯ２と、３０〜４０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。他の実施形態において、セラミック化合物に他の分布を用いることもできる。
【００２６】
一実施形態において、イットリウム系酸化物は、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３及びＳｉＯ２の組み合わせを含むセラミック化合物である。一実施形態において、セラミック化合物は、４０〜４５モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０〜１０モル％の範囲のＺｒＯ２と、３５〜４０モル％の範囲のＥｒ２Ｏ３と、５〜１０モル％の範囲のＧｄ２Ｏ３と、５〜１５モル％の範囲のＳｉＯ２を含むことができる。第１の例では、セラミック化合物は、４０モル％のＹ２Ｏ３と、５モル％のＺｒＯ２と、３５モル％のＥｒ２Ｏ３と、５モル％のＧｄ２Ｏ３と、１５モル％のＳｉＯ２を含む。第２の例では、セラミック化合物は、４５モル％のＹ２Ｏ３と、５モル％のＺｒＯ２と、３５モル％のＥｒ２Ｏ３と、１０モル％のＧｄ２Ｏ３と、５モル％のＳｉＯ２を含む。第３の例では、セラミック化合物は、４０モル％のＹ２Ｏ３と、５モル％のＺｒＯ２と、４０モル％のＥｒ２Ｏ３と、７モル％のＧｄ２Ｏ３と、８モル％のＳｉＯ２を含む。
【００２７】
一実施形態において、イットリウム系酸化物は、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ａｌ２Ｏ３の組み合わせを含むセラミック化合物である。一実施形態において、セラミック化合物は、２５モル％のＹ２Ｏ３と、２５モル％のＺｒＯ２と、２５モル％のＥｒ２Ｏ３と、２５モル％のＡｌ２Ｏ３を含む。
【００２８】
一実施形態において、イットリウム系酸化物は、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせを含むセラミック化合物である。セラミック化合物は、６．９〜２２．１モル％のＹ２Ｏ３と、１４．１〜４４．９モル％のＧｄ２Ｏ３と、３３．０〜７９モル％のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。一実施形態において、セラミック化合物は、２２．１モル％のＹ２Ｏ３と、４４．９モル％のＧｄ２Ｏ３と、３３．０モル％のＡｌ２Ｏ３を含む。他の実施形態において、セラミック化合物は、１６．５モル％のＹ２Ｏ３と、３３．５モル％のＧｄ２Ｏ３と、５０．０モル％のＡｌ２Ｏ３を含む。他の実施形態において、セラミック化合物は、１２．５モル％のＹ２Ｏ３と、２５．５モル％のＧｄ２Ｏ３と、６２．０モル％のＡｌ２Ｏ３を含む。他の実施形態において、セラミック化合物は、６．９モル％のＹ２Ｏ３と、１４．１モル％のＧｄ２Ｏ３と、７９．０モル％のＡｌ２Ｏ３を含む。
【００２９】
酸性クリーニング溶液は、水及びＨＦ酸を含むクリーニング溶液である。特に、ＨＦの濃度を増加させると、イットリウム系酸化物のエッチングに用いられる場合、エッチング速度が増加するのではなく、実際にエッチング速度が減少する。更に、ＨＦの濃度を増加させると、物品又はコーティング中のイットリウム系酸化物中のイットリウムとの反応のための利用可能なフッ素イオンの濃度が増加する。幾つかの実施形態において、酸性クリーニング溶液は、ＨＦのための緩衝溶液を含まない。
【００３０】
図６を参照すると、図６は、様々な濃度のフッ化水素酸に対するイットリアと二酸化ケイ素のエッチング速度を示すチャートである。図示のように、ＳｉＯ２のエッチング速度は、ＨＦのモル濃度の増加と共にほぼ直線的に増加する。イットリアのエッチング速度は、ＨＦの濃度が０．１モル濃度に増加するまで大幅に減少する。ＨＦの濃度を更に増加させると、イットリアのエッチング速度が更に低下する。
【００３１】
図２に戻ると、一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、少なくとも０．１モル濃度のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．１〜０．２５モル濃度のＨＦを含有する。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．１〜１．０モル濃度のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１〜５モル濃度のＨＦを含有する。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、１〜１０モル濃度のＨＦを含む。モル比に関して、一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１〜１０モル％のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は５〜１０モル％のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１０〜３０モル％のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１〜３０モル％のＨＦを含む。
【００３２】
一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、追加の酸を更に含む。追加の酸は、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣｌ）、又は硫酸（Ｈ２ＳＯ４）であってもよい。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、１〜２０モル％の追加の酸を含む。更なる実施形態において、酸性クリーニング溶液は、１〜５モル％の追加の酸を含む。
【００３３】
一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．５〜５．０モル％のフッ化アンモニウムを更に含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．５〜５．０モル％のフッ化アンモニウムと、１〜５モル％の追加の酸を更に含む。
【００３４】
ＨＦ酸は、物品の表面（又は物品上のコーティングの表面）と反応する。ＨＦとイットリウム系酸化物の表面における化学反応は、表面のフッ素化を引き起こす。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は室温（約２１℃）〜１００℃の温度を有する。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は約５５℃〜約１００℃の温度を有する。低温でのフッ素化は、フッ素ケミストリに対する後の曝露に対応できるより良好な構造を生成する。
【００３５】
ブロック２１５では、酸性クリーニング溶液中のＨＦ酸は、イットリウム系酸化物の一部を溶解する。ブロック２２０では、溶解されたイットリウム系酸化物がＨＦと反応し、イットリウム系フッ化物又はイットリウム系オキシフッ化物を形成する。ほとんどの場合、全ての酸素がフッ素で置き換えられるわけではない。従って、一般に、イットリウム系オキシフッ化物が形成される。
【００３６】
ブロック２２５では、イットリウム系オキシフッ化物（又は、イットリウム系フッ化物）はイットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフルライドコーティングを形成する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物は、水酸化イットリウム（例えば、Ｙ（ＯＨ）３）と、フッ化イットリウム（ＹＦ３）の複合混合物を含む。複合混合物は、また、水（Ｈ２Ｏ）を含む可能性がある。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、ＹＯｘＦｙの実験式を有し、ｘは０．７〜１．４であり、ｙは０．１〜０．８である。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、１〜１００ナノメートル（ｎｍ）の厚さを有する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、１０〜２００ｎｍの厚さを有する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、１５〜２００ｎｍの厚さを有する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物は、約１０ナノメートルから１ミクロンの厚さを有する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物は、約１〜２０ナノメートルの厚さを有する。
【００３７】
ブロック２３０において、物品は酸性クリーニング溶液により更にクリーニングされる。物品のクリーニングは、物品から遊離した粒子の除去を含むことができる。遊離した粒子は酸性クリーニング溶液により溶解されてもよく、又は、溶解されずに単に除去されてもよい。物品が使用済み物品である場合、物品のクリーニングは、処理中に物品上に堆積された層をエッチング除去又は他の方法で除去することを含むことができる。物品のクリーニングは、物品の表面におけるイットリウム系酸化物のフッ素化と同時に行われてもよく、及び／又は、物品の表面のフッ化処理の前に行われてもよい。従って、物品を酸性クリーニング溶液に浸すことは、物品をクリーニングと、物品の表面処理の両方を行う。
【００３８】
図３は、本発明の実施形態による、物品をクリーニングするためのプロセス３００のフローチャートである。プロセス３００のオペレーションは、図１に示されるような様々な製造機械により実行することができる。プロセス３００は、プロセス２００により製造されたイットリウム系オキシフッ化物コーティングに類似のイットリウム系オキシフッ化物コーティングを生成し、イットリウム系酸化物の物品に対する従来のクリーニング溶液に対し同じ利点の全てを共有する。プロセス３００は、プロセス２００よりも厚いイットリウム系オキシフッ化物コーティングを生成することができる。
【００３９】
プロセス３００のブロック３１０では、イットリウム系酸化物を含む物品は酸性クリーニング溶液に浸漬される。物品は、約１分〜約２時間、酸性クリーニング溶液中に浸漬されることができる。一実施形態において、物品は１回以上酸性クリーニング溶液に浸漬され、各々の浸漬では物品は約１〜１０分間クリーニング溶液中にある。一実施形態において、物品は毎回約３分間酸性クリーニング溶液に浸漬される。
【００４０】
この物品は、図２を参照して説明された物品のいずれかに対応することができる。酸性クリーニング溶液は、水と、ＨＦ酸と、イットリウム塩（イットリウム系塩とも呼ばれる）を含むクリーニング溶液である。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、少なくとも０．１モル濃度のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．１〜０．２５モル濃度のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．１〜１．０モル濃度のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１〜５モル濃度のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、１〜１０モル濃度のＨＦを含む。モル比に関して、一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１〜１０モル％のＨＦを含有する。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は５〜１０モル％のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１０〜３０モル％のＨＦを含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１〜３０モル％のＨＦを含む。
【００４１】
イットリウム系フッ化物及び／又はイットリウム系オキシフッ化物を形成するためにＨＦと反応する可能性があるイットリウムの量を増加させるために、イットリウム塩が酸性クリーニング溶液に添加される。イットリウム塩の添加は、クリーニングされた物品上に最終的に形成されるイットリウム系オキシフッ化物コーティングの厚さを増加させることができる。酸性クリーニング溶液に添加されるイットリウム塩の量は、酸性クリーニング溶液中のイットリウム塩の溶解限度に基づくことができる。好ましくは、酸性クリーニング溶液に添加されるイットリウム塩の量は、溶解限界以下である。イットリウム塩の溶解限度までの量のイットリウム塩を酸性クリーニング溶液に添加することができる。一実施形態において、酸性クリーニング溶液中のイットリウム塩の量は０．５〜５モル％である。
【００４２】
様々な異なるイットリウム塩を個々に又は一緒に酸性クリーニング溶液に添加することができる。酸性クリーニング溶液に添加することができるイットリウム塩の幾つかは、硝酸イットリウム（Ｙ（ＮＯ３）３）及び塩化イットリウム（ＹＣｌ３）を含む。他のイットリウム塩もまた用いることもできる。これらのイットリウム塩のいずれか１つを、溶解限度まで酸性クリーニング溶液に添加することができる。代替的に、これらのイットリウム塩の２つ以上の組み合わせを、溶解限度まで酸性クリーニング溶液に添加してもよい。
【００４３】
一実施形態において、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）を酸性クリーニング溶液に添加して、酸性クリーニング溶液中のフッ素濃度を増加させる。一実施形態において、０．５〜５．０モル％のフッ化アンモニウムが酸性クリーニング溶液に添加される。
【００４４】
一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、追加の酸を更に含む。追加の酸は、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣｌ）、又は硫酸（Ｈ２ＳＯ４）であってもよい。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、１〜２０モル％の追加の酸を含む。更なる実施形態において、酸性クリーニング溶液は、１〜５モル％の追加の酸を含む。追加の酸は、酸性クリーニング溶液中にフッ化物塩が溶解する速度を増加させることができる。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．５〜５．０モル％のフッ化アンモニウムと、１〜５モル％の追加の酸を含む。
【００４５】
一実施形態において、酸性クリーニング溶液は更に塩素を含む。酸性クリーニング溶液は、また、ＨＦ酸及びフッ化物塩に加えて、塩素及び追加の酸の両方を含むことができる。酸性クリーニング溶液は、また、塩素と、追加の酸と、フッ化アンモニウムを含むことができる。実施形態において、酸性クリーニング溶液に添加される塩素の量は、５〜１０モル％であってもよい。
【００４６】
一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、分散剤を更に含む。Ｙ２Ｏ３のための分散剤の一例は、クエン酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｃ６Ｈ６Ｏ７）である。分散剤は、静的妨害効果により良好な粒子分散特性を提供することができる。酸性クリーニング溶液は、０．１〜２．０モル％の分散剤を含むことができる。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、０．５〜１．５モル％の分散剤を含む。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は１．０モル％の分散剤を含む。酸性クリーニング溶液は、塩素、追加の酸及び分散剤の任意の組み合わせを更に含むことができる。
【００４７】
ＨＦ酸は、物品の表面（又は物品上のコーティングの表面）と反応する。表面でのＨＦとイットリウム系酸化物の化学反応は、表面のフッ素化を引き起こす。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は、室温（約２１℃）〜１００℃の温度を有する。一実施形態において、酸性クリーニング溶液は５５℃〜１００℃の温度を有する。
【００４８】
ブロック３１５では、酸性クリーニング溶液中のＨＦ酸はイットリウム系酸化物の一部を溶解する。ブロック３２０では、溶解したイットリウム系酸化物はＨＦと反応し、イットリウム系フッ化物又はイットリウム系オキシフッ化物を形成する。ブロック３２５では、ＨＦ酸とイットリウム塩の間の反応に基づいて、追加のイットリウム系オキシフッ化物が生成される。ブロック３３０では、イットリウム系オキシフッ化物（又はイットリウム系フッ化物）は、イットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、１０ｎｍ〜１ミクロンの厚さを有する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、２０ｎｍ〜１ミクロンの厚さを有する。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは５０ｎｍ〜１ミクロンの厚さを有する。
【００４９】
一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物は、水酸化イットリウム（例えば、Ｙ（ＯＨ）３）とフッ化イットリウム（ＹＦ３）の複合混合物を含む。複合混合物は、また、水（Ｈ２Ｏ）を含むことができる。一実施形態において、イットリウム系オキシフッ化物コーティングは、ＹＯｘＦｙの実験式を有し、ｘは０．７〜１．４であり、ｙは０．１〜０．８である。
【００５０】
イットリウム系酸化物及びイットリウム塩は、ＨＦにわずかに可溶性であり、硝酸等の他の酸に可溶性である。イットリウム系フッ化物は、一般に、ＨＦ又は他の酸には溶解しない。これにより、ＨＦ及び硝酸等の他の酸がイットリウム系酸化物を溶解すること、及び、イットリウム系フッ化物及び／又はイットリウム系オキシフッ化物を沈殿させることの両方が可能になる。
【００５１】
ブロック３３０では、物品は、酸性クリーニング溶液により更にクリーニングされる。物品のクリーニングは、物品から遊離した粒子の除去を含むことができる。遊離した粒子は、酸性クリーニング溶液により溶解されることができ、又は、溶解されずに単に除去されることができる。物品が使用済み物品である場合、物品をクリーニングは、処理中に物品上に堆積された層のエッチング除去又は他の方法での除去を含むことができる。物品のクリーニングは、物品の表面でのイットリウム系酸化物のフッ素化と同時に行われてもよく、及び／又は、物品の表面のフッ素化の前に行われてもよい。
【００５２】
図４は、一実施形態による物品をクリーニングするプロセス４００を示す。プロセス４００のオペレーションは、図１に示されるような様々な製造機械により実行することができる。
【００５３】
プロセス４００のブロック４０５では、イットリウム系酸化物（例えば、イットリウム系酸化物の本体及び／又はイットリウム系酸化物のコーティングを有するもの）を含む物品を溶媒でクリーニングする。溶媒は、物品の表面湿潤を引き起こし、有機汚染物質を除去し、及び／又は、有機汚染物質の除去を容易にすることができる。一実施形態において、物品は、溶媒を含む布又はパッドで拭き取られる。他の実施形態において、物品を溶媒のバスに浸漬される。物品は、本明細書で前述された物品のいずれかに対応することができる。一実施形態において、溶媒はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。
【００５４】
ブロック４１０では、物品は、水と、ＨＦ酸を含む酸性クリーニング溶液に浸漬される。幾つかの実施形態において、酸性クリーニング溶液はＨＦ緩衝溶液を含まない。酸性クリーニング溶液は、プロセス２００を参照して説明された酸性クリーニング溶液のいずれかに対応することができる。物品が酸性クリーニング溶液に浸漬される間、ブロック４１５〜４２８のオペレーションを実行することができる。ブロック４１５では、イットリウム系酸化物の一部がＨＦ酸により溶解される。ブロック４２０では、イットリウム系オキシフッ化物及び／又はイットリウム系フッ化物が、ＨＦ酸とイットリウム系酸化物の溶解した部分の間の反応に基づいて形成される。ブロック４２５では、イットリウム系オキシフッ化物及び／又はイットリウム系フッ化物は、イットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する。ブロック４２８では、酸性クリーニング溶液が物品をクリーニングする。ブロック４１５〜４２８は、プロセス２００のブロック２１５〜２３０に対応することができる。
【００５５】
ブロック４３０では、物品は塩基性クリーニング溶液に浸漬される。塩基性クリーニング溶液は水とアルカリを含む。アルカリは、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（Ｎ（ＣＨ３）４＋ＯＨ−、ＴＭＡＨとして知られる）、又は、これらの組み合わせであってもよい。一実施形態において、塩基性クリーニング溶液は、５〜１０モル％のアルカリを含む。塩基性クリーニング溶液は、室温から約１００℃の範囲の温度を有することができる。一実施形態において、塩基性クリーニング溶液は５５℃〜１００℃の温度を有する。物品は、約３０〜６０分間、塩基性クリーニング溶液に浸漬されることができる。ブロック４３５では、物品は脱イオン（ＤＩ）水でリンスされる。
【００５６】
物品が酸性クリーニング溶液に浸漬される前又は後に、物品を塩基性クリーニング溶液に浸漬することができる。物品が最初に塩基性クリーニング溶液に浸漬される場合、ブロック４３０のオペレーションはブロック４１０のオペレーションの前に実行されてもよく、その後、ブロック４３５のオペレーションが実行されてもよい。
【００５７】
ブロック４１０〜４３５のオペレーションは、所定の回数（例えば、Ｘ数）又はサイクル数で実行されてもよい。プロセス４００は、物品を酸性クリーニング溶液に浸すことと、物品を塩基性クリーニング溶液に浸すこととの間で、所定のサイクル数で交互に行われてもよい。一実施形態において、所定のサイクル数は５〜２０サイクルである。一実施形態において、所定のサイクル数は８〜１０サイクルである。一実施形態において、所定のサイクル数は１０サイクルである。酸性クリーニング溶液は、物品から幾つかのタイプの材料（例えば、イットリア及びアルミナ）を除去するのにより良好であり、塩基性クリーニング溶液は、物品から他のタイプの材料（例えば、シリコン）を除去するのにより良好である。酸性クリーニング溶液と塩基性クリーニング溶液の両方を用いることにより、より多くの汚染物質を物品から除去することができる。
【００５８】
イットリウム系酸化物の等電点では、イットリウム系酸化物の表面の電荷はゼロである。物品の酸性クリーニング溶液への浸漬と塩基性クリーニング溶液への浸漬を交互に行うことにより、物品の表面電荷及び物品上の任意の粒子を、イットリウム系酸化物の等電点の周囲で交互に変えることができる。即ち、物品及び／又は表面粒子を、正の表面電荷と負の表面電荷との間で交代させることができる。正の表面電荷と負の表面電荷との間の交代は、物品の表面と物品の表面上の粒子（例えば、汚染物）との間に反発力を生じさせる場合がある。酸性クリーニング溶液及び／又は塩基性クリーニング溶液は物品上の粒子を溶解し、反発力は物品表面からの溶解した粒子の除去を容易にする。
【００５９】
幾つかの粒子は、粒子を物品から容易に除去するには小さすぎることがある。物品を酸性クリーニング溶液と塩基性クリーニング溶液とに交互に入れ替え、物品の表面を交互に正電荷と負電荷との間で交互に変化させることにより、小さな粒子を共に凝集させることができる。これらの凝集粒子は本質的に単一のより大きな粒子を形成し、その後、超音波処理により除去することができる。
【００６０】
ブロック４４０では、物品はＤＩ水のバス中に浸漬される。ＤＩ水は、室温〜約１００℃の範囲の温度を有することできる。ブロック４４５では、ＤＩ水バスは第１の周波数で超音波処理される。ＤＩ水は、第１の周波数で約５〜１２０分間、超音波処理することができる。一実施形態において、ＤＩ水は、第１の周波数で１０分間、超音波処理される。一実施形態において、ＤＩ水は４０分間、超音波処理される。超音波処理は１０〜５０ワット／インチ２の電力で行うことができる。一実施形態において、第１の周波数での超音波処理は４５ワット／インチ２の電力で行われる。一実施形態において、超音波処理は、１０ワット／インチ２の電力、４０ｋＨｚの周波数で、４０〜１２０分間行なわれる。一実施形態において、超音波処理は、２５ワット／インチ２の電力、４０ｋＨｚの周波数で、１５〜４０分間行なわれる。一実施形態において、超音波処理は、４０ｋＨｚの周波数、４５ワット／インチ２の電力で、３分間行なわれる。第１の周波数は１００ｋＨｚ未満であってもよい。一実施形態において、第１の周波数は２５〜１００ｋＨｚである。他の実施形態において、第１の周波数は２５〜５０ｋＨｚである。他の実施形態において、第１の周波数は４０ｋＨｚである。
【００６１】
プロセス４００は、第１の周波数で、超音波処理のために異なる電力レベルの間で交互に行われてもよい。プロセスは、２〜１０分間、４５ワット／インチ２の電力を印加し、５〜２０分間、１５ワット／インチ２の電力を印加することができる。一実施形態において、ＤＩ水を４５ワット／インチ２、４０ｋＨｚで３分間超音波処理し、更に１５ワット／インチ２、４０ｋＨｚで１５分間超音波処理する。
【００６２】
ブロック４５０では、ＤＩ水バスは第２の周波数で超音波処理される。ＤＩ水は、第２の周波数で約５〜１２０分間超音波処理することができる。一実施形態において、ＤＩ水は、第２の周波数で１０〜１５分間超音波処理される。超音波処理は１０〜５０ワット／インチ２の電力で行うことができる。一実施形態において、第１の周波数での超音波処理は、２５ワット／インチ２の電力で行われる。第２の周波数は１００ｋＨｚ以上であってもよい。一実施形態において、第２の周波数は１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１００〜５００ｋＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１１０〜２００ｋＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１１０ｋＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１３２ｋＨｚである。
【００６３】
プロセス４００は、第２の周波数で、超音波処理するために異なる電力レベルの間で交互に行われてもよい。このプロセスでは、２〜１５分間、４５ワット／インチ２の電力を印加することができ、２〜１５分間、１５ワット／インチ２の電力を印加することができる。
【００６４】
大きな粒子と小さな粒子は、さまざまな超音波周波数に対し異なる反応をする。ＤＩ水を比較的高い周波数（例えば、１００ｋＨｚ以上）で超音波処理すると、小さな粒子（例えば、約３０ナノメートル〜０．２ミクロンの直径を有する粒子のようなサブミクロンサイズの粒子）が除去される。ＤＩ水を比較的低い周波数（例えば、１００ｋＨｚ未満）で超音波処理すると、大きな粒子（例えば、約０．５ミクロン、１．０ミクロン以上の直径を有する粒子のような、ミクロンサイズの粒子）が除去される。超音波処理が行われる周波数を調整することにより、大粒子と小粒子の両方を除去対象とすることができる。
【００６５】
ブロック４４５及びブロック４５０のオペレーションは、予め定められた回数又はサイクル（例えば、Ｙ回）で実行されてもよい。一実施形態において、プロセス４００では、ブロック４４５及び４５０のオペレーションは、２〜５サイクルにわたって交互に行われる。一実施形態において、所定のサイクル数は３サイクルである。
【００６６】
超音波処理のためのより高い電力（例えば、４０〜５０ワット／インチ２の電力）は、物品の表面にピットを生じさせる可能性がある。ピットが発生する領域は、クラック、遊離した粒子、表面ノジュール、孔、機械的損傷、又は他の弱点があった領域に対応する可能性がある。ピットが形成されるような弱点を有する領域で材料を除去することにより、その領域はもはや処理された基板上の粒子欠陥の源ではなくなる。ピットは、処理された基材に添加された粒子に対し、物品の性能を改善することができる。
【００６７】
ブロック４５５では、物品は乾燥される。
【００６８】
図５は、一実施形態による物品をクリーニングするプロセス５００を示す。プロセス５００のオペレーションは、図１に示されるような様々な製造機械により実行することができる。
【００６９】
プロセス５００のブロック５０５では、イットリウム系酸化物（例えば、イットリウム系酸化物の本体及び／又はイットリウム系酸化物のコーティングを有するもの）を含む物品は溶媒でクリーニングされる。溶媒は物品の表面湿潤を引き起こし、有機汚染物質を除去し、及び／又は、有機汚染物質の除去を容易にすることができる。一実施形態において、物品は溶媒を含む布又はパッドで拭き取られる。他の実施形態において、物品は溶媒のバスに浸漬される。物品は本明細書で前述された物品のいずれかに対応することができる。一実施形態において、溶媒はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。
【００７０】
ブロック５１０では、物品は、水と、ＨＦ酸と、イットリウム系塩を含む酸性クリーニング溶液に浸漬される。幾つかの実施形態において、酸性クリーニング溶液はＨＦ緩衝溶液を含まない。酸性クリーニング溶液は、プロセス３００を参照して説明された酸性クリーニング溶液のいずれかに対応していてもよい。物品が酸性クリーニング溶液に浸漬されている間、ブロック５１５〜５２８のオペレーションを実行することができる。ブロック５１５では、イットリウム系酸化物の一部がＨＦ酸により溶解される。ブロック５２０では、イットリウム系オキシフッ化物、及び／又は、イットリウム系フッ化物が、ＨＦ酸とイットリウム系酸化物の溶解した部分との間の反応に基づいて形成される。ブロック５２２では、追加のイットリウム系オキシフッ化物、及び／又は、イットリウム系フッ化物が、ＨＦ酸とイットリウム系塩との間の反応に基づいて形成される。ブロック５２５では、イットリウム系オキシフッ化物、及び／又は、イットリウム系フッ化物は、イットリウム系酸化物上で物品上に沈殿し、イットリウム系オキシフッ化物コーティングを形成する。ブロック５２８では、酸性クリーニング溶液は物品をクリーニングする。ブロック５１５〜５２８は、プロセス３００のブロック３１５〜３３５に対応することができる。
【００７１】
ブロック５３０では、物品は塩基性クリーニング溶液に浸漬される。塩基性クリーニング溶液は水とアルカリを含む。アルカリは、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（Ｎ（ＣＨ３）４＋ＯＨ−、ＴＭＡＨとして知られている）、又は、これらの組み合わせであってもよい。一実施形態において、塩基性クリーニング溶液は、５〜１０モル％のアルカリを含む。クリーニング溶液は、室温〜約１００℃の範囲の温度を有していてもよい。物品は、約３０〜６０分間、塩基性クリーニング溶液に浸漬されることができる。ブロック５３５では、物品は脱イオン（ＤＩ）水でリンスされる。
【００７２】
物品が酸性クリーニング溶液に浸漬される前又は後、物品は塩基性クリーニング溶液に浸漬されることができる。物品が最初に塩基性クリーニング溶液に浸漬される場合、ブロック５３０のオペレーションは、ブロック５１０のオペレーションの前に実行されることができ、その後、ブロック５３５のオペレーションが行なわれる。
【００７３】
ブロック５１０〜５３５のオペレーションは、所定の回数又はサイクル（例えば、Ｘ数）で行なわれてもよい。プロセス５００は、物品を酸性クリーニング溶液に浸すことと、物品を塩基性クリーニング溶液に浸すこととの間で所定のサイクル数で交互に行われてもよい。一実施形態において、所定のサイクル数は５〜２０サイクルである。一実施形態において、所定のサイクル数は８〜１０サイクルである。一実施形態において、所定のサイクル数は１０サイクルである。酸性クリーニング溶液は、物品から幾つかのタイプの材料（例えば、イットリア及びアルミナ）の除去により良好であり、塩基性クリーニング溶液は物品から他のタイプの材料（例えば、シリコン）の除去により良好である。酸性クリーニング溶液と塩基性クリーニング溶液の両方を用いることにより、より多くの汚染物質を物品から除去することができる。
【００７４】
ブロック５４０では、物品はＤＩ水のバス中に浸漬される。ＤＩ水は、室温〜約１００℃の範囲の温度を有することができる。ブロック５４５では、ＤＩ水バスは第１の周波数で超音波処理される。ＤＩ水は、第１の周波数で約５〜１２０分間、超音波処理されることができる。一実施形態において、ＤＩ水は、第１の周波数で１０分間、超音波処理される。一実施形態において、ＤＩ水は、４０分間、超音波処理される。超音波処理は１０〜５０ワット／インチ２の電力で行なわれることができる。一実施形態において、第１の周波数での超音波処理は４５ワット／インチ２の電力で行われる。一実施形態において、超音波処理は、１０ワット／インチ２の電力、４０ｋＨｚの周波数で、４０〜１２０分間行なわれる。一実施形態において、超音波処理は、２５ワット／インチ２の電力、４０ｋＨｚの周波数で、１５〜４０分間行なわれる。一実施形態において、超音波処理は、４０ｋＨｚの周波数、４５ワット／インチ２の電力で、３分間行なわれる。第１の周波数は１００ｋＨｚ未満であってもよい。一実施形態において、第１の周波数は２５〜１００ｋＨｚである。他の実施形態において、第１の周波数は２５〜５０ｋＨｚである。他の実施形態において、第１の周波数は４０ｋＨｚである。
【００７５】
プロセス５００は、第１の周波数での超音波処理のために異なる電力レベルの間で交互に行われてもよい。プロセスのためには、２〜１０分間、４５ワット／インチ２の電力を印加することができ、５〜２０分間、１５ワット／インチ２の電力を印加することができる。一実施形態において、ＤＩ水を４５ワット／インチ２、４０ｋＨｚで、３分間、超音波処理され、更に１５ワット／インチ２、４０ｋＨｚで、１５分間、超音波処理される。
【００７６】
ブロック５５０では、ＤＩ水バスは第２の周波数で超音波処理される。ＤＩ水は、第２の周波数で約５〜１２０分間、超音波処理されることができる。一実施形態において、ＤＩ水は、第２の周波数で１０〜１５分間超音波処理される。超音波処理は１０〜５０ワット／インチ２の電力で行われることができる。一実施形態において、第１の周波数での超音波処理は、２５ワット／インチ２の電力で行われる。第２の周波数は１００ｋＨｚ以上であってもよい。一実施形態において、第２の周波数は１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１００〜５００ｋＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１１０〜２００ｋＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１１０ｋＨｚである。他の実施形態において、第２の周波数は１３２ｋＨｚである。
【００７７】
プロセス５００は、第２の周波数での超音波処理のために異なる電力レベルの間で交互に行われてもよい。プロセスは、２〜１５分間、４５ワット／インチ２の電力を印加することができ、２〜１５分間、１５ワット／インチ２の電力を印加することができる。
【００７８】
ブロック５４５及びブロック５５０のオペレーションは、所定の回数又はサイクル（例えば、Ｙ回）で実行されてもよい。一実施形態において、プロセス５００に対して、ブロック５４５及び５５０のオペレーションは、２〜５サイクルで交互に行われる。一実施形態において、所定のサイクル数は３サイクルである。
【００７９】
ブロック５５５では、物品は乾燥される。
【００８０】
前述の説明は、本発明の幾つかの実施形態の良好な理解を提供するために、特定のシステム、コンポーネント、方法等の例のような多数の具体的な詳細を述べている。本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施され得ることは、当業者には明らかであろう。他の例では、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の構成要素又は方法は詳細には記載されていないか、又は、単純なブロック図形式で示されている。従って、記載された特定の詳細は単なる例示である。特定の実施形態は、これらの例示的な詳細を変えることができ、依然として本発明の範囲内にあると考えられる。
【００８１】
本明細書を通じて、「一実施形態」又は「実施形態」は、実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書の様々な箇所における「一実施形態において」又は「実施形態で」という表現の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を指しているとは限らない。更に、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなく包括的な「又は」を意味する。一実施形態において、「約」という用語はプラス又はマイナス１０％を意味する。
【００８２】
本明細書の方法のオペレーションは、特定の順序で示され説明されているが、各方法のステップは、特定のステップが異なる順序で実行されてもよいし、全く実行されなくてもよく、特定のステップは、少なくとも部分的には、他の操作と並行して実行されてもよい。他の実施形態において、本方法の幾つかのステップは実行されない。
【００８３】
上記の説明は例示的なものであり、限定的なものではないことを理解すべきである。上記の説明を読んで理解すれば、多くの他の実施形態が当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与える均等物の全範囲とともに決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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